内容正文:
专题三
物质结构
元素周期律
专题三
物质结构
元素周期律
第16练
原子结构
核外电子排布
基础过关
NO,、O2,N2等)脱硝的热点。在某钒催化剂
(X、Y处V元素化合价为+4或十5价)中添
1.(2024·安微联考)“人造太阳”可照亮地球。
加一定量Cu2O可提高NO的脱除效率,其可
“人造太阳”是通过氘(D)、氚(T)核聚变反应
能机理如图所示(表示物质吸附在催化剂
而实现的。这意味着人类未来的可持续发展
表面,部分物种未画出)。下列说法中正确的
将有新的出路,也为全世界持续多年的能源
是
危机找到一个终极解决方案。下列说法正确
的是
A.氘与氟互为同素异形体
B.D2、T2、DT的摩尔质量相同
C.T转化为D发生化学变化
D.D2、T2、DT均属于单质
NO
2.(2024·河北联考)下列有关元素单质或化合
NO:
NO或NO
N,+H,O
物的叙述正确的是
(
A.X处V元素化合价为十4价
A.Cr基态原子核外电子排布符合构造原理
B.基态铜原子最外层电子数为2
B.()3是由非极性键组成的非极性分子
C.烟气中若含有SO2,可能生成NH HSO4
C.基态As的简化电子排布式[Ar]4s24p
堵塞催化剂孔道
D.中子数为7的氮原子:N
D.上述所涉及的元素的基态原子中,未成对
3.(2024·鞍山月考)某核素核外共有15个不同
电子数最多的是O
运动状态的电子,以下说法正确的是
6.(2024·保定摸底)短周期主族元素X、Y、Z、
A.若将该原子的电子排布式写成
W的原子序数依次递增,X、W为同一主族元
1s22s22p3s23p23p,它违背了泡利原理
素,基态Y原子的价电子为2s22p,Z为金属
小
B.原子中所有的电子占有3个能级,9个轨道
元素,军事上可用于制造照明弹,它们之间的
C.该元素的最高价氧化物的水化物为两性氢
原子序数关系为Y十Z=X+W。下列判断正
衣
氧化物
确的是
练
D.基态原子中能量最高的电子的电子云的形
A.简单原子半径:W>Z>Y>X
状为哑铃形
B.电负性:X>Y
039
4.(2024·邯郸一调)居里夫妇用a粒子轰
C.一定条件下,Z的单质能在XY2中燃烧
击X得到产物3?Y,开创了人造核素的先
D.W的最高价氧化物对应的水化物为强酸
河,核反应为yX+He→Y+n,已知短周7.(2024·贵阳七校联考)(YX)2Q(WZ)2为
学
期元素X的最高价氧化物对应水化物具有两
一种复盐,常用作滴定分析。已知:X、Y、Z和
性,下列说法正确的是
W为原子序数依次增大的短周期元素,Q为
A.邵Y和Y的性质相同
金属元素,基态X原子只有s轨道上有电子,
B.Y的简单氢化物的沸点比上一周期同主族
Y和Z同周期,Z和W同主族,基态Y、Z原
元素简单氢化物的沸点低
子的未成对电子数之比为3:2,Q为第四周
C.比X多两个电子层的同主族元素的原子
期元素,其未成对电子数为4个,下列说法正
序数为63
确的是
A.电负性:Y>Z>W
D.常温下,X的单质与浓硝酸反应产生大量
B.原子半径:X<Y<Z<W
红棕色气体
C.Q的单质能与水反应生成气体
5.(2024·江西联考)不同催化剂作用下NH3
D.W元素的氧化物对应的水化物具有强酸性
还原NO,的机理与效果是研究烟气(含
快乐考生
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能力提升
A.简单氢化物的稳定性:Z<Y
B.X的最高价氧化物对应的水化物是强酸
C.Y2Z2分子中每个原子价层都达到8电子
结构
1.(2024·邯郸二模)咔唑
D.常温下,单质R与单质Y反应的产物为RY
5.(2023·广东卷)化合物XYZ,ME1可作肥
一种新型有机液体储氢介质。下列说法正确
料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期
的是
均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子
A.电负性:N>H>C
价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子
B.同周期元素中第一电离能小于N的有4种
排布式为ns”一1,X与M同周期,E在地壳中
含量最多。下列说法正确的是
C.咔唑的沸点比
的沸点高
A.元素电负性:E>Y>Z
B.氢化物沸点:M>Y>E
D.基态氮原子的外围电子轨道表示式不能写
C.第一电离能:X>E>Y
为竹州↑
,因为违背了泡利不相
D.YZ和YE3的空间结构均为三角锥形
2s
2p
6.(2024·安徽摸底)某性能优良的多孔储氢材
容原理
料前驱体结构如图所示,X、Y、Z、W、M为原
2.(2024·江西九校联考)短周期主族元素X、
子序数依次增大的短周期主族非金属元素,
Y、Z、W原子序数依次增大,X元素的电子只
基态M原子的电子填充了3个能级,且成对
有一种自旋取向,Y原子核外有3个未成对
电子数是未成对电子数的3倍。下列说法正
电子:Z元素原子核外s能级上的电子总数与
确的是
p能级上的电子总数相等,W元素基态原子
核外有6种不同空间运动状态的电子,且只
有一个不成对电子。下列说法正确的是
A.W原子最高能级电子云轮廓图为哑铃形
B.X、Y、Z元素原子第一电离能的大小顺序
A.原子半径:X>Y>Z
为Z>Y>X
公
B.阴、阳离子中均含有配位键
C.Y和Z的最简单氢化物的沸点:Y<Z
驱
C.Z、W、M两两之间均能形成双原子分子
D.Z原子可形成Z2与Z两种气体单质分
狂
D.X、W、M三种元素组成的化合物中不可能
子,两者都是非极性分子
练
含有离子键
3.(2024·福州质检)元素M、W、X、Y、Z分别
7.(2024·湖南模拟)X、Y、Z
位于3个短周期,原子序数依次增大,X原子
040
W是原子序数依次增大的
最外层电子数是电子层数的2倍,Y的价电
位于两个短周期的主族元
子数是Z价电子数的2倍,Z基态原子的电子
素,Y、W原子核外未成对
XY
化
占据7个原子轨道,M、W可以形成的化合物
电子数相同,Z与X的简单
为WM。下列说法正确的是
化合物很容易液化,X,Z核外最外层电子数
A.离子半径:W<Y<Z
之和等于W核外最外层电子数。四种元素
B.元素电负性:X<Y<Z
能组成一种治疗痛风症的药物M,M的结构
C.XY2分子的空间构型为直线形
简式如图所示。下列说法正确的是()
D.WM为共价化合物
A.元素的第一电离能:W>Z>Y
4.(2024·河北联考)短周期
B.X、Z、W三种元素形成的化合物只能是共
主族元素X、Y、Z的原子序
价化合物
数依次增大,X的最高正化
C.M分子中,X、Y、Z、W四种原子均满足8
合价和最低负化合价之和等于0,Y的单质存
电子稳定结构
在于火山喷口处,它的一种单质分子的结构
D.Y与X、W形成的化合物有可能使酸性高
如图所示,R位于第四周期且其d能级上的
锰酸钾溶液褪色
电子数比s能级上的电子总数多3。下列叙
述正确的是化学答案 —21
溶液,B不符合题意;通入 HCl,NO-3 在酸性条件下会
表现强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H+ +2NO-3
3Cu2+ +2NO↑+4H2O,最终 Cu消失得到澄清溶液,C
不符合题意;AgCl在水中存在溶解平衡 AgCl(s)
Ag+ (aq)+Cl- (aq),通入 NH3 后,Ag+ 与 NH3 结合成
[Ag(NH3)2]+ ,使溶解 平 衡 正 向 移 动,最 终 AgCl消 失
得到澄清溶液,D不符合题意.
2.B 解析:铜和浓硫酸反应过程中生成 CuSO4 体现出浓
硫酸的酸性,生成SO2 体现出浓硫酸的强氧化性,A 错
误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是 SO2 溶于水生
成了酸,可说明SO2 是酸性氧化物,B正确;b处品红溶
液褪色,其原因是SO2 具有漂白性,而c处酸性高锰酸
钾溶液褪色,其原因是SO2 和 KMnO4 发生氧化还原反
应,SO2 体现出还原性,C错误;实验过程中试管底部出
现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水 CuSO4,
而非蓝色的 CuSO45H2O,其原因是浓硫酸体现出吸
水性,将反应生成的 H2O吸收,D错误.
3.(1)NaAlO2 (2)BC
(3)蒸发皿 酒精灯直接加热受热不均匀,会导致产品
盐基度不均匀
(4)①07 ②pH 过低,指示剂会与氢离子反应生成重
铬酸根,会氧化氯离子,导致消耗的硝酸银偏少,而pH
过高,氢氧根会与银离子反应,导致消耗的硝酸银偏多
解析:铝土矿主要成分为 Al2O3,含少量Fe2O3 和SiO2,
向铝土矿中加氢氧化钠溶液,得到难溶性铝硅酸盐、偏
铝酸钠,氧化铁不与氢氧化钠溶液反应,过滤,滤液中主
要含偏铝酸钠,向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,过滤,
得到氢氧化铝沉淀,分为两份,一份加入盐酸得到氯化
铝,将两份混合得到聚合氯化铝溶液,加热得到聚合氯
化铝固体.
(1)根据题中信息步骤1所得滤液中主要溶质的化学式
是 NaAlO2;
(2)步骤Ⅰ,反应所需温度高于100℃,因此反应须在密
闭耐高压容器中进行,以实现所需反应温度,A 正确;步
骤Ⅱ,滤液浓度较大时通入过量 CO2 生成氢氧化铝和
碳酸氢钠,NaHCO3 溶解度较小不利于减少 Al(OH)3
沉淀中的杂质,B错误;步骤Ⅲ,洗涤时不能对漏斗中的
沉淀充分搅拌,C错误;[Al2(OH)aClb]m 中a、b可通过
控制 Al(OH)3 和 AlCl3 的投料比来控制产品盐基度,D
正确;
(3)步骤 V采用如图所示的蒸汽浴加热,根据图中信息
得到仪器 A 的名称是蒸发皿;酒精灯直接加热受热不
均匀,会导致产品盐基度不均匀,而用蒸汽浴加热,受热
均匀,得到的产品盐基度均匀;
(4)①根据 Cl- ~AgNO3,样品溶液中氯离子物质的量
浓 度 为0.1000molL
-1×002250L
0.025L =009 mol
L-1,n(Al3+ )∶n(Cl- )=10∶9,根 据 电 荷 守 恒 得 到
[Al2(OH)4.2Cl1.8]m 产品的盐基度为
4.2
4.2+1.8=07
;
②测定Cl- 过程中溶液pH 过低或过高均会影响测定结
果,原因是pH 过低,指示剂会与氢离子反应生成重铬
酸根,会氧化氯离子导致消耗的硝酸银偏少,而 pH 过
高,氢氧根会与银离子反应导致消耗的硝酸银偏多.
第16练 原子结构 核外电子排布
基础过关
1.D 解析:氘和氚是氢原子的不同核素,为同位素不是
同素异形体,A 错误;D2、T2、DT 中 D和 T 的相对原子
质量不同,三种物质的摩尔质量不同,B错误;T 转化为
D是原子核发生变化,不属于化学变化,C错误;D2、T2、
DT都是氢的单质,D正确.
2.D 解析:Cr基态原子核外电子排布不符合构造原理,考
虑了半满规则和全满规则,价电子排布式为3d54s1,这样能
量更低更稳定,A错误;O3 是由非极性键组成的极性分子,
B错 误;基 态 As的 简 化 电 子 排 布 式 [Ar]3d104s24p3,
C错误;N是7号元素,中子数为7的氮原子质量数为7
+7=14,表示为147N,D正确.
3.D 解析:某核素核外共有15个不同运动状态的电子,
则该原子 为 P 原 子,其 基 态 原 子 核 外 电 子 排 布 式 为
1s22s22p63s23p3.若 将 该 原 子 的 电 子 排 布 式 写 成
1s22s22p63s23p2x3p1y,它违背 了 洪 特 规 则,A 错 误;该 原
子中所有原子占有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级,9个轨
道,B错误;该元素的最高价氧化物的水化物 H3PO4 为
中强酸,C错误;基态原子中能量最高的电子处于3p能
级,p电子云的形状都为哑铃形,D正确.
4.B 解析:短周期元素 X的最高价氧化物对应水化物具
有两性,则 X为 Al元素;由核反应方程式可知,Y 的质
子数为P=13+2-0=15,则 Y为P元素.30P Y 和31P Y 的
质子数相同、中子数不同,互为同位素,两者的化学性质
几乎完全相同,但物理性质不同,A 错误;氨分子能形成
分子间氢键,磷化氢不能形成分子间氢键,所以磷化氢
的分子间作用力小于氨分子,沸点低于氨分子,B正确;
与铝元素同主族多两个电子层元素的原子序数为13+
18+18=49,C错误;常温下,铝单质在浓硝酸中钝化,
致密的钝化膜阻碍反应的继续进行,不可能产生大量红
棕色气体,D错误.
5.C 解析:Y与 Cu2+ 反应生成 X与 Cu+ ,根据氧化还原
反应的特点,铜离子化合价降低,则 Y 中 V 元素化合价
升高,X中 V元素为+5价,A 错误;Cu位于元素周期
表第四周期ⅠB族,基态铜原子最外层电子数为1,B错
误;烟气中若含有SO2,SO2 可能被氧化为硫酸,与氨气
反应生成 NH4HSO4 堵塞催化剂孔道,C正确;涉及的
元素的基态原子中,O未成对电子数为2,N未成对电子
数为3,则未成对电子数最多的不是 O,D错误.
6.C 解析:基态 Y 原子的价电子为2s22p4,则 Y 为 O;Z
为金属元素,军事上可用于制造照明弹,则 Z为 Mg;原
子序数关系为 Y+Z=X+W=20,X、W 为同一主族元
素,则 X为 C,W 为Si.同周期主族元素从左往右原子
半径逐渐减小,则简单原子半径为 Mg>Si>C>O,即Z
>W>X>Y,A错误;同周期元素从左往右电负性逐渐
增大,故电负性X<Y,B错误;Mg在CO2 中可以燃烧,
生成 C和 MgO,C正确;W 的最高价氧化物对应的水化
物为硅酸,硅酸为弱酸,D错误.
7.C 解析:X、Y、Z和 W 为原子序数依次增大的短周期
元素,Q为金属元素,基态 X原子只有s轨道上有电子,
则 X为 H;Y和Z同周期,Z和 W 同主族,基态 Y、Z原
子的未成对电子数之比为3∶2,则 Y 为 N、Z为 O、W
为S;Q为第四周期元素,其未成对电子数为4个,则 Q
为Fe.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,电负
性依次增大,则氧元素的电负性大于氮元素,A 错误;同
周期元素,从左到右原子半径依次减小,则氮原子的原
子半径大于氧原子,B错误;高温条件下铁能与水蒸气
反应生成四氧化三铁和氢气,C 正确;二氧化硫对应的
的水化物是中强酸亚硫酸,D错误.
能力提升
1.C 解析:根据电负性大小的比较,应该是:N>C>H,A
化学答案 —22
错误;在第二周期元素中第一电离能小于 N 的有:Li、
Be、B、C、O共5种,B错误;咔唑中能形成分子间氢键,
所以咔唑 的 沸 点 比 的 沸 点 高,C
正确;基 态 氮 原 子 的 外 围 电 子 轨 道 表 示 式 不 能 写 为
↑↓
2s
↑↓ ↑
2p
,因为违背了洪特规则,D错误.
2.C 解析:短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增
大,X元素的电子只有一种自旋取向,为 H;Y 原子核外
有3个未成对电子,为 N或P;Z元素原子核外s能级上
的电子总数与p能级上的电子总数相等,为 O 或 Mg;
W 元素基态原子核外有6种不同空间运动状态的电子,
且只有一个不成对电子,为 Na,由于 Y、Z原子序数小于
W,则 Y、Z分别为 N和O.钠原子最高能级为3s能级,
电子云轮廓图为球形,A 错误;氢、氮、氧三种元素的第
一电离能中,氮原子为半充满结构,第一电离能大于相
邻主族元素即大于氧元素,故第一电离能顺序为 N>O
>H,B错误;氮和氧形成的最简单氢化物分别为氨气
和水,水在常温下为液态,氨气为气体,故水的沸点高于
氨气,C 正确;氧气为非极性分子,臭氧为极性分子,D
错误.
3.C 解析:Z基态原子的电子占据7个原子轨道,则Z为
Al;Y的价电子数是 Z价电子数的2倍,结合原子序数
大小可知,Y为 O;X原子最外层电子数是电子层数的2
倍,最外层电子数不超过8,结合 X原子序数,可判断 X
电子层数为2,则X为C;元素 M、W、X、Y、Z分别位于3
个短周期,则 M 位于第一周期,与 W 可形成化合物,则
M 为 H,W 为 Li.电子层数相同,原子序数越大,离子
半径越小,则离子半径:O2- >Al3+ >Li+ ,A 错误;同周
期从左到右,元素电负性逐渐增强;同族从上到下,电负
性逐渐减弱;则元素电负性:O>C>Al,B错误;XY2 分
子为 CO2 分 子,中 心 原 子 C 原 子 价 层 电 子 对 数:2+
1
2
(4-2×2)=2,无孤电子对,为直线型,C 正确;WM
为 LiH,属于离子化合物,D错误.
4.C 解析:短周期主族元素 X、Y、Z的原子序数依次增
大,X的最高正化合价和最低负化合价之和等于0,则 X
为 C或者Si,Y的单质存在于火山喷口处,它的一种单
质分子的结构如图所示,则 Y为S,则Z为Cl,R位于第
四周期且其d能级上的电子数比s能级上的电子总数
多3,则 R 的电子排布式 为1s22s22p63s23p63d104s1,R
为29号元素 Cu.非金属性越强氢化物越稳定,Cl的非
金属 性 大 于 S 的,所 以 简 单 氢 化 物 的 稳 定 性:HCl>
H2S,A错误;非金属性越强,最高价氧化物对应的水化
物酸性越强,X为 C或者Si,最高价氧化物对应的水化
物为碳酸 和 H2SiO3 都 是 弱 酸,B 错 误;Y2Z2 分 子 为
S2Cl2,结构式为 Cl—S—S—Cl,每个原子价层都达到8
电子结构,C正确;常温下,Cu和S不反应,加热生成硫
化亚铜,D错误.
5.A 解析:E在地壳中含量最多为 O 元素,X 的基态原
子价层电子排布式为nsn-1,所以n-1=2,n=3,X 为
Mg或者n=2,X为 Li,Y的基态原子价层p轨道半充
满、Y和 M 同族,则 Y 和 M 为 N 或 P,根据 X 与 M 同
周期、XYZ4ME4 化合价之和为零,可确定Z为 H、M 为
P、X为 Mg、E为 O、Y为 N.元素电负性:O>N>H,A
正确;PH3、NH3、H2O 均是分子晶体,NH3、H2O 中都
存在分子间氢键沸点高,所以氢化物沸点:H2O>NH3
>PH3,B错误;同周期第一电离能自左向右总趋势逐
渐增大,当出现第ⅡA族和第ⅤA族时比左右两侧元素
电离能都要大,所以 N>O>Mg,C错误;NH3 价层电
子对为3+1=4,有一对孤电子对,空间结构为三角锥
形,NO-3 价层电子对为3+0=3,没有孤电子对,NO-3
空间结构为平面三角形,D错误.
6.B 解析:由题干信息可知,基态 M 原子的电子填充了3
个能级,且成对电子数是未成对电子数的3倍,故 M 为
O,根据多孔储氢材料前驱体结构图可知 W 周围形成了
4个单键,再结合信息 X、Y、Z、W、M 原子序数依次增
大,故 W 为 N,X只形成一个单键,X为 H,Z为 C,则 Y
为B.原子半径:B>C>H,A错误;阳离子中 N与C之
间形成1个配位键,N 原子提供孤电子对,C提供空轨
道,阴离子 O与B形成1个配位键,B正确;C和 N不能
形成双原子分子,C 错 误;H、N、O 三 种 元 素 可 以 形 成
NH4NO3,含有离子键,D错误.
7.D 解析:X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的位于两个
短周期主族元素,结合结构简式分析,X 只连接一条单
键,所以 X为 H;Y连接4条键,所以 Y 为 C;又 Z与 X
的简单化合物很容易液化,且 Z连接3条键,所以 Z为
N;X、Z核外最外层电子数之和等于 W 核外最外层电子
数,则 W 核外最外层电子数为6,W 为 O.Y、Z、W 分别
为 C、N、O元素,因为 N 元素核外电子排布为半充满,
则第一电离能大小排序为 N>O>C,所以元素的第一
电离能:Z>W>Y,A 错误;X、Z、W 三种元素可形成化
合物 NH4NO3,是离子化合物,B错误;M 分子中,C、N、
O原子满足8电子稳定结构,但氢原子满足2电子稳定
结构,C错误;Y与 X、W 形成的化合物可为 C、H、O 的
有机物,如草酸、乙醇等都能与酸性高锰酸钾溶液反应
使其褪色,D正确.
第17练 元素周期表和元素周期律
基础过关
1.A 解析:核外电子数相同时,核电荷数越大离子半径
越小,离子半径大小为r(Al3+ )<r(Na+ ),A 正确;同周
期元素核电荷数越大电负性越大,故χ(F)>χ(O),B错
误;同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,同主族从
上往下第一电离能呈减小趋势,电离能大小为I1(O)>
I1(Na),C错误;元素金属性越强,其最高价氧化物对应
水化物的碱性越强,碱性强弱为 NaOH>Al(OH)3,D
错误.
2.A 解析:F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的
斥力较 强,F—F 键 不 稳 定,因 此 F—F 键 的 键 能 小 于
Cl—Cl键的键能,与电负性无关,A符合题意;氟的电负
性大于氯的电负性.F—C键的极性大于 Cl—C键的极
性,使F3C—的极性大于 Cl3C—的极性,导致三氟乙酸
的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性
更强,B 不 符 合 题 意;氟 的 电 负 性 大 于 氯 的 电 负 性,
F—H 键的极性大于 Cl—H 键的极性,导致 HF分子极
性强于 HCl,C不符合题意;氟的电负性大于氯的电负
性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分
子间氢 键,因 此 气 态 氟 化 氢 中 存 在 (HF)2,D 不 符 合
题意.
3.B 解析:Na- 核外有3个电子层,Mg核外也有三个电
子层,Mg核电荷数大,吸引力大,半径 Na- >Mg,A 错
误;H- 的1s上有2个电子,1s离核近,不易失去电子,
第一电离能I1 大,B正确;蓝色溶液具有强还原性,易
失电子,C错误;Na- 的半径比 Na大,电子受核吸引力
小易失去,故 Na- 的还原性比 Na的强,D错误.